Natur av Växtämnen

av Dr. Erich Fred Legner

VÄXTSKELETON

År 1952 beskrev A. F. Hill från Harvard University de olika delarna av växter som är väsentliga för att förstå deras natur och användning för människor och djur. Det noterades att ett skydd omsluter den stora majoriteten av växtceller och begränsande smink som kallas Cell Wall. Väggen ger anläggningen styrka och stelhet och fungerar som ett slags skelett. Dessa väggar består alltid av cellulosa som förekommer antingen ensam eller med andra ämnen. Cellulosa är ett icke-levande ämne som tillverkas av växten av druvsocker. Det är en mycket komplex kolhydrat kemiskt med formeln (C6H10O5) n Cells väggar är varierande i storlek och utseende. Vissa har väggar som är kraftigt förtjockade, som kallas Sclerenchyma-celler. Dessa är utformade för att stödja anläggningen. När växtkroppen ökar i storlek krävs mer stöd och olika sclerenchyma-vävnader bildas som består nästan helt av fibrer. Fibrer är långa spetsiga celler med mycket tjocka väggar och små håligheter. De har en tendens att förena varandra och kan sträckas och dras ihop. Vissa fibrer har cellväggar som är nästan ren cellulosa, till exempel bomull. I andra finns en del lignin också närvarande som i bastfibrerna som finns i växtbarkar. Lignin ökar styrkan hos en vägg utan att minska dess förmåga att leda vatten. När en skyddande beläggning är nödvändig kan cellulosaväggarna infiltreras med tillverkade vattentäta material såsom suberin, cutin eller slem. I flera fall kan oorganiska material, såsom kiseldioxid, finnas i cellväggarna.

Egenskaper som gör cellväggar användbara för växten är ofta ansvariga för det ekonomiska värdet för människor. De lignificerade träväggarna har många användningsområden där ett styvt men lättbearbetat material krävs. De mer elastiska fibrerna är grunden för textilindustrin och tillsammans med trä utgör de huvudsakliga råvarorna i pappersindustrin. Cellväggar med suberin ger kork. Väggar som är nästan ren cellulosa används för att tillverka syntetfibrer, cellofan, sprängämnen och andra industriprodukter. Eftersom cellulosa och dess derivat är brännbara kan alla typer av cellväggar användas som bränsle. Kol är trots allt väggarna i växter som blomstrade under kolperioden och som gradvis har förlorat sina gasformiga element. En gradvis följd av bränslen som visar en gradvis förlust av väte och syre kan spåras från cellulosa till lignin, torv, mjukt kol och hårt kol.

PROTOPLASMA

 En stor mängd socker som tillverkas under fotosyntes används i bildandet av en ny protoplasma, för att ersätta det som har gått sönder och för att ge växten tillväxt. Växtprotoplasma är en mycket komplex substans och dess kemiska natur förstås inte helt trots att vanliga element ingår i dess smink. den innehåller enkla sockerarter och mer högtillverkade kolhydrater; fetter i olika syntesstadier; en stor mängd proteinmaterial som härleds delvis från druvsocker och dels från nitrater som absorberas från jorden; salter av olika oorganiska element, såsom fosfor, järn, magnesium, svavel, kalium och kalcium; och vitaminer, enzymer och andra sekretioner. När maten tillagas förändrar den växtprotoplasmaens ursprungliga natur. Det är allmänt överens om att färsk, okokt växtmat kan ha större hälsofördelar på grund av närvaron av vitaminer och andra protoplasmiska beståndsdelar i ett ojämnt tillstånd.

RESERVERA MAT

I de flesta fall utarbetar växter mycket mer mat än som kan användas direkt för växtväxt eller som en energikälla. Överskottet lagras i mycket modifierade celler på olika platser som en reservtillförsel som ska användas för tillväxt och andra aktiviteter vid en senare tidpunkt. Underjordiska stjälkar, rötter, knoppar och frön är växternas främsta lagringsorgan. De tre huvudtyperna livsmedelsmaterial som tillverkas av växter är kolhydrater, fetter och proteiner.

Kolhydrater

Dessa är de enklaste av växtmat. De består av kol, väte och syre i andelen två delar väte till en av syre. De viktigaste kolhydraterna är socker, stärkelse och cellulosa.

Socker. – Grapesocker som tillverkas av växten i fotosyntes finns oftast i växtceller. Detta grundläggande metabolismaterial, känt som glukos, har formeln C6H12O6. Det lagras ibland i stora mängder som man hittar i majsstammar. Fruktsocker, eller fruktos, en annan produkt från fotosyntes, har samma formel, men den har något olika egenskaper. Det finns oftast bara i frukt.

De högre och mer komplexa sockerna bildas av dessa enkla sockerarter. Det viktigaste av de högre sockerarterna är rörsocker eller sukros med formeln C12H22O11. Det samlas i stora mängder i sockerbetor och sockerrör och i mindre grad i många andra växter. Alla sockerarter är lösliga i vatten och är därför lätt tillgängliga för användning av växten. De är mycket näringsrika och fungerar som värdefull mat för djur och människor. Vi använder dessa sockerarter inte bara när de förekommer i växtvävnader utan genom att extrahera och rena dem.

Stärkelse .– Stärkelse är olösliga föreningar med en komplex karaktär och formel (C6H10O6) n. De härrör från druvsocker och utgör den första synliga produkten från fotosyntesen. Stärkelse är den vanligaste typen av reservmat i gröna växter och är av högsta betydelse i deras metabolism. På grund av dess olösliga natur måste stärkelse emellertid digereras, dvs göras löslig, innan den kan användas. Detta görs med hjälp av enzymer som finns i cellerna. Stärkelse lagras i stora tunnväggiga celler i form av distinkta korn. Människor är mycket beroende av stärkelse som utgör en viktig vegetabilisk mat och är avgörande också i den industriella världen.

Cellulosa .– Detta är den högsta typen av kolhydrater. Förutom dess närvaro i cellerna väggar, har den lite, om någon, fungerar som en reservmat även om det finns bevis för att vissa bakterier använder det.

Reserv cellulosa .– Dessa liknar cellulosa fysiskt men de skiljer sig åt i sina kemiska egenskaper. De inkluderar hemicelluloser, pektiner, tandkött och slemhinnor. Vissa av dessa föreningar har en dubbel roll. De hjälper till att stödja cellväggarna och fungerar som reservmat. Hemicellulosor kan gradvis förändras till pektiner och sedan till tandkött.

Hemicellulosa .– Dessa finns ofta som extra lager av cellväggar, särskilt i frön av tropiska växter som datum och elfenben-mutter palm. De spjälkas lätt av växter men endast något av människor, och är därför inte lämpade för mänsklig mat. De har dock tillämpning i vissa branscher.

Pektiner .– Dessa är fruktgeléer som förekommer i de flesta växtceller, särskilt i frukt och grönsaker. De är mycket lösliga i vatten och kan användas som mat av både växter och djur. Pektiner ökar också vattenretention i celler. Den mittersta lamellen, det cementerade materialet som håller cellväggarna ihop, består av pektinföreningar. Pektiner stelnar efter att de har tagits bort från växten och människor utnyttjar detta vid beredningen av sylt och gelé.

Tandkött .– Nedbrytningen av cellulosa eller andra kolhydratföreningar härleder dessa. De består av en organisk syra i kombination med oorganiska salter. De kan utsöndras naturligt i vävnaderna eller kan uppstå som ett resultat av sår. Tandkött hjälper till att hålla vatten i växten och fungerar också som reservmat. De används inom industrier, medicin och som mat.

Mucilages .– Dessa är nära besläktade med tandkött. När de är våta med vatten upplöses de inte utan bildar slemmiga massor. De utsöndras i säckar, kanaler eller hårstrån. De har en varierad funktion och kan tjäna som reservmat, som ett hjälpmedel för att kontrollera förlusten av vatten eller för snabb diffusion, som en mekanism för vattenlagring och som ett medel för att underlätta spridning av utsäde. Mukilage finns ofta i samband med cellulosa i cellväggarna. De har använts framgångsrikt inom medicin.

Fetter

Fetter är föreningar av kol, väte och syre som kolhydrater, men de har mycket mindre syre. På grund av detta kallas de ofta kolväten. Formeln för en typisk fetttriolein visar deras kemiska karaktär: C57H104O4 .. Fetter tillverkas av kolhydrater genom två processer, (1) framställning av fettsyror och (2) bildning av glycerol. Dessa två produkter förenas för att bilda fett som är antingen flytande eller fast. I flytande tillstånd kallas fetter oljor eller fettoljor och förekommer i form av små kulor. Fetter finns i små mängder i all levande protoplasma, men lagras som reservmat huvudsakligen i frön och frukt. De är olösliga och måste smälta före användning. De har ett högt energiinnehåll och är värdefull mat för både växter och djur. Fett spelar en viktig roll inom medicin och industri.

Proteiner

Proteiner härrör också delvis från kolhydrater genom bildning av aminosyror. Dessa senare enkla föreningar kombineras sedan med nitrater från jorden och andra substanser för att bilda den mycket komplexa proteinmolekylen. Det huvudsakliga kännetecknet för proteiner är deras höga kväveinnehåll. Svavel finns också, och ofta fosfor. Gliadin är ett typiskt protein som förekommer i vete och har formeln: C736H1161N184O208S3. Även om proteiner är den huvudsakliga beståndsdelen i protoplasma lagras de mestadels endast i frön, där de förekommer som fasta granuler som kallas Aleurone Grains. Det är känt att hundratals proteiner förekommer i växtvävnader. När proteiner har ändrats till en löslig form utgör de en viktig mat för både växter och djur. De är särskilt värdefulla som muskel- och nervbyggare snarare än som energikällor och är en väsentlig del av djurens kost. Proteiner extraheras sällan från växtvävnader för livsmedelsändamål, undantaget är användningen av sojabönor. Proteiner har mycket få industriella användningar.

SEKRETIONER OCH EXCRETIONS

Växter tillverkar olika typer av ämnen i form av utsöndringar och utsöndringar. Dessa är olika när det gäller kemisk sammansättning och funktion. Vissa utsöndras i speciella celler eller vävnader för ett bestämt syfte, medan andra inte har någon uppenbar användning och anses vara biprodukter av metabolism. Ibland har dessa material av stort kommersiellt värde och inkluderar eteriska oljor, pigment, hartser, tanniner, latex, vaxer, alkaloider, glukosider, organiska syror, enzymer, vitaminer och hormoner.

Eteriska oljor

 Ofta kallade flyktiga oljor, dessa skiljer sig från feta oljor genom att vara mycket aromatiska och flyktiga. De bildas i körtlar eller speciella celler. Deras funktion verkar främst vara att locka till sig insekter som är involverade i pollinering eller att avvisa fientliga insekter och djur av deras skarpa smak. De kan ha vissa antiseptiska och bakteriedödande verkningar i växter. Dessa aromatiska oljor används för framställning av parfymer och tvål och i andra industrier, såväl som inom medicin och som smakämnen för livsmedel.

Pigment

Anläggningen tillverkar alla färgmaterial som finns i huvudkroppen. Dessa är kemiskt och funktionellt olika. Det viktigaste är klorofyll, en särskilt komplex substans. Det innehåller pigmenten xantofyll och karotin och är en av de väsentliga faktorerna i fotosyntesen. Andra färger är endast värdefulla för att locka insekter och andra djur för pollinering och spridning, medan vissa endast är tillfälliga biprodukter av anläggningens aktivitet. När pigmenten är stabila kan de extraheras och användas som färgämnen.

Tanniner

Dessa är bittera, ansträngande material som utsöndras i bark, trä eller andra delar av många växter. Deras funktion kan vara att hjälpa till att läka sår och förebygga förfall och kan också spela en roll i bildandet av kork och pigment. De tjänar också som ett skydd mot naturliga fiender. Tanniner har speciella egenskaper som gör dem ovärderliga i vissa branscher. De kan reagera med proteiner, såsom gelatin i djurskinn, för att producera en hård, fast substans. Således används de i garvning av läder. De kan också reagera med järnsalter för att ge en svart färg. Detta gör dem värdefulla inom färgindustrin och tillverkning av bläck. Tanniner har användning inom medicin på grund av deras sammandragande egenskaper.

Resins

 Dessa är komplexa material som troligen härrör från kolhydrater. De utsöndras i körtlar eller kanaler och förekommer ofta i kombination med eteriska oljor och tandkött. De bildas antingen naturligt eller från skador på vävnaderna. Hartser är vattenolösliga och gör därför all yta ogenomtränglig för fukt. De är alltså viktiga vid tillverkning av färger och lack. För växtens hartser kan tjäna till att bibehålla fukt eller motstå förfall genom deras antiseptiska verkan. Vissa hartser har använts inom medicin.

Latex

Växter utsöndrar ofta en mjölkig eller färgad vätska som kallas latex. Det är en blandning av hartser, tandkött, kolväten, livsmedel och andra ämnen som bildas i special kallade eller kärl vanligtvis i barken eller bladen. Anläggningens användning är inte tydlig men kan vara involverad i skyddet. Värdefulla industriprodukter som gummi och tuggummi är tillverkade av latex.

Växer

Det finns ofta en täckning av blad och frukt som utsöndras av växten för att skydda den mot överdriven vattenförlust. Detta vax liknar fett i sammansättningen. Vax har skördats och använts i viss utsträckning i handeln, t.ex. bilvax …

Alkaloider

Dessa är vegetabiliska baser som innehåller kväve och tros vara nedbrytningsprodukter av proteiner. De utsöndras i speciella celler eller rör. De kan ge skydd mot naturliga fiender på grund av deras bitter smak. Alkaloider är luktfria föreningar som har en markant fysiologisk effekt på djur. De är alltså av betydelse inom medicinen och har utgjort några av de mest värdefulla läkemedlen. De innehåller också kraftfulla växtgifter och narkotika. Sådana ämnen som koffein och teobromin som verkligen är nära besläktade purinbaser klassificeras ofta som alkaloider.

Glukosider

Även om de liknar alkaloider i deras egenskaper, härrör glukosider från kolhydrater snarare än proteiner. De tros ge en skyddsfunktion eftersom de vanligtvis förekommer i barken. De kan emellertid tjäna till att reglera surhetsgraden och alkaliteten hos växtceller. Dessa ämnen har varit användbara som läkemedel.

Organiska Syror

Dessa är ofta fördelade bland växterna, särskilt i frukt och grönsaker. De kan förekomma i fritt tillstånd som kalcium-, kalium- eller natriumsalter eller i kombination med alkoholer. Fruktsyror tros visa attraktionskraft för djur och därmed hjälpa till att sprida frukt och frön. De är också involverade i metabolism och tillväxt.

Enzymer

Enzymer finns i alla levande organismer. Det finns många olika slag, men de finns vanligtvis i mycket låga mängder. De fungerar som katalysatorer i kemiska reaktioner. De orsakar alla kemiska förändringar som inträffar i levande ämnen utan att själva gå in i reaktionen. En av deras viktigaste funktioner är matsmältningen, processen genom vilken olösliga material bryts ned till lösliga sådana och därmed görs tillgängliga för transport till alla delar av organismen för ultimativ användning. Enzymer är kolloidala och proteinerande. De är specifika i sina handlingar. De handlar inte bara om oxidation och andra destruktiva faser av ämnesomsättningen utan också med de konstruktiva faserna. De deltar i fotosyntes och i bildandet av proteiner och fetter och finns i varje levande cell på växten.

Vitaminer

Dessa är ämnen som verkar vara avgörande för både växter och djurens välbefinnande. De bildas av växter och även om djur kan förvara dem kan de inte producera dem. Vitaminer förekommer i extremt små mängder och är därför svåra att studera. De är nödvändiga för normal metabolism, tillväxt, utveckling och reproduktion. De verkar kontrollera de flesta av de konstruktiva faserna av metabolism. Vitaminer är också nödvändiga för att förebygga vissa mänskliga sjukdomar, till exempel skörbjugg. Gröna grönsaker, frukt och frön är viktiga källor till vitaminer. Tångärvar är särskilt värdefulla för de innehåller många olika typer av vitaminer.

Hormoner

Hormoner produceras i en del av en organisme och överförs sedan till andra delar där de kan påverka någon specifik fysiologisk process. Växthormoner fungerar för att reglera olika tillväxtfenomen som tropismer, cellförstoring och cellförlängning. De spelar också en roll i produktionen av rötter och blommor och i bildandet av frukt.


Originalartikel: https://faculty.ucr.edu/~legneref/botany/nature.htm

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *